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UPS電源計算及其配置

閱讀  ·  發布日期 2018-07-23 09:29:10  ·  郭浩


UPS種類配置

根據設備使用情況和供電要求,本著既經濟又達目的的原則選擇適合的UPS設備。一般對電源要求不太高的小功率設備適宜選擇后備式UPS;對電源要求較高而市電指標一般時,應選在線互動式;用電設備對電源要求苛刻,不允許有間斷時間時,要選擇在線式UPS。



UPS容量配置

1)UPS功率配置

一般UPS電源標出的功率為視在功率,單位為“VA”,而用電設備標出的功率為有功功率,單位為“W”,它們之間存在一個無功功率,即視在功率=有功功率+無功功率,有功功率/視在功率=功率因數。后備式、在線互動式功率因數在0.5~0.7之間,在線式功率因數在0.8左右。

設某用電設備的功率為300W,選擇在線式UPS的功率容量。

則300÷0.8÷0.6=625,通過計算選擇600VA左右的UPS較合適。其中0.6這個數字意味著UPS的負載不宜超過額定負載的60%,負載過重或過輕都會縮短蓄電池的使用壽命,進而影響整個UPS的使用壽命。


2)UPS電池容量的配置

在市電中斷(停電)時,UPS不間斷電源之所以能不間斷供電,是因為有蓄電池儲能,所能供電時間的長短由蓄電池的容量大小決定,因此電池配置方面在選購UPS不間斷電源產品就顯得尤其重要。

電池容量的大小用安時數(AH)表示,例如24AH表示放電電流為24安培時,可以連續放電1小時;或放電電流為1安培時,可以連續放電24小時。即放電電流×放電時間=電池容量。通常用電壓與安時數共同表示電池容量,例如24V/24AH、12V/24AH、12V/7AH等。相同電壓的電池,安時數大的容量大;相同安時數的電池,電壓高的容量大。

例如某用電設備的功率為150W,要求放電時間為0.5小時,請選擇12V電池容量。則電池容量=150÷12×0.5÷0.7=8.9AH,使用12V/9AH左右的蓄電池即可。0.7的意思是設計時應按放電70%計算,否則會影響電池的使用壽命。


UPS蓄電池配置具體計算方法如下:

1、明確什么因素可以影響備用時間:

  (1)負載總功率P總(W),考慮到UPS的功率因數,在計算時可直接以P總的伏安(VA)為單位來計算。

  (2)V低是蓄電池放電后的終止電壓(V),2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V

  (3)V低是蓄電池放電后的終止電壓(V),2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V

  (4)Kh為電池容量換算系數(Ct/C10),10Hr放電率為1,5Hr放電率0.9,3Hr放電率為0.75,1Hr放電率為0.62

  (5)I為電池工作電流(A),T為連續放電時間(H),V為UPS外接電池的直流供電電壓(V)

  

2、UPS電源的電池配置計算方法


1)恒功率法(查表法)

這種方法是根據蓄電池恒功率放電參數可以快速準確地選出蓄電池的型號。首先計算在后備時間內,每個2v單體電池至少應向UPS提供的恒功率。

P(W)電池組提供的總功率P(VA)UPS標稱容量(VA)

PFUPS功率因子n逆變器轉換效率

Pnc每cell需要提供的功率n機器配置的電池數量

N單體電池cell數Vmin電子單體終止電壓

計算步驟:

P(W)={P(VA)*Pf}/η

Pnc=P(W)/(N*n)

UPS不間斷電源廠家往往都會提供Vmin下的恒功率放電參數表,我們可以在表中找出等于或者稍大于Pnc的功率值,這一功率值所對應的型號即能夠滿足UPS電源系統的要求。如果表中所列的功率值均小于Pnc.可以通過多組電池并聯的方式達到要求。

  

2)估算法

這是根據蓄電池的恒流放電曲線來確定蓄電池容量和型號的方法,首先計算PS系統要求的電池最大電流:

Imax電池組提供最大電流Umin電池組的最底電壓

Imax={P(VA)*Pf}/(η*Umin)

可以根據UPS要求的后備時間從電池恒流放電曲線中查出放電速率n,然后根據放電速率的定義:n=Imax/C10,得出配置蓄電池的額定容量C10并確定電池型號。

 

3)恒流法:

Q=P×T/K×V×η

Q-蓄電池容量(AH)、P-負載功率、T-備用小時數(按2小時計算)

K-蓄電池放電系數(2小時)、V-UPS整流后母線電壓、η-蓄電池逆變效率



配置方法的選擇


根據設備的多少和分布情況選擇集中配置方式或分散配置方式。

集中配置方式就是多臺用電設備共用一臺UPS,優點是集中維護,便于管理,缺點是如設備之間距離較遠,必須鋪設連接電纜,成本較高。一般設備距離較近,安放集中,能夠較統一的使用同一種類的UPS系統,適宜選擇該種方式。

分散配置方式就是對同一系統的不同設備分別配備不同的UPS。優點是配置具有靈活性,成本低可靠性相對較高,是目前比較流行的配備方式,缺點是不易維護,管理不便。一般適合每個設備不宜選擇同一類型UPS,設備安放較分散的系統。   

我們在確定了UPS不間斷電源的品牌和所需延長的時間下。可以根據蓄電池品牌樣本數據中提供的恒功率放電數據表或者橫流放電曲線,通過恒功率法,估算法以及恒電流法等計算方法來計算確定蓄電池的型號和容量。

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